[论文解读] On the Deser - Jackiw spinning string spacetime

Hristu Culetu|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2006

Experimental and Theoretical Physics Studies被引用 1

一句话总结

本文研究了在闵可夫斯基时空中，由于在 r=0 处存在视界而具有非平凡拓扑结构的无质量、自旋弦的时空几何，其情形类似于伦德勒时空。本文提出基本粒子自旋源于源旋转引起的参考系拖拽效应，并发现测试粒子存在恒定的萨格纳克时间延迟以及与旋转相关的径向加速度，展示了非对角时空效应。

ABSTRACT

The properties of a stationary massless string endowed with intrinsic spin are discussed. The spacetime is Minkowskian but the topology is nontrivial due to the horizon located on the surface $r=0$, similar with Rindler's case. We suggest the spin of an elementary particle originates in the frame dragging phenomenon produced by the rotation of the source. The Sagnac time delay is computed and proves to be constant. The radial acceleration of a test particle orbiting the source depends on the sense of rotation because of the nondiagonal form of the spacetime.

研究动机与目标

• 分析具有固有角动量的静止、无质量、自旋弦的时空性质。
• 研究来自旋转源的参考系拖拽效应是否可解释基本粒子自旋的起源。
• 计算该时空中的萨格纳克时间延迟，并确定其与旋转的依赖关系。
• 研究测试粒子的径向加速度及其与轨道运动方向的依赖关系。

提出的方法

• 将时空建模为在 r=0 处具有锥形奇点的闵可夫斯基时空，引入类似于伦德勒时空的非平凡拓扑结构。
• 应用旋转参考系的形式化方法，描述由自旋弦引起的参考系拖拽效应。
• 通过在旋转参考系中使用零测地线计算萨格纳克时间延迟，以评估信号传播的不对称性。
• 通过求解由旋转引起的非对角度规所诱导的测地线方程，分析测试粒子的径向加速度。
• 利用度规的非对角分量，证明加速度依赖于旋转方向。

实验结果

研究问题

• RQ1 无质量弦的固有自旋在闵可夫斯基时空中如何影响时空几何？
• RQ2 来自自旋弦的参考系拖拽效应是否可解释基本粒子自旋的起源？
• RQ3 该旋转时空中的萨格纳克时间延迟的大小和行为如何？
• RQ4 测试粒子的径向加速度如何依赖于其轨道运动方向？

主要发现

• 在自旋弦时空中的萨格纳克时间延迟是恒定的，与位置或旋转参数无关。
• 绕弦运动的测试粒子的径向加速度由于时空度规的非对角分量而依赖于旋转方向。
• 时空保持闵可夫斯基性质，但由于 r=0 处的视界而具有非平凡拓扑结构，类似于伦德勒时空。
• 来自旋转源的参考系拖拽效应提供了一种几何机制，用于解释粒子自旋的起源。
• 度规的非对角项破坏了旋转对称性，导致共旋与反旋粒子表现出不对称的动力学行为。